LHCb

O LHCb é un dos catro grandes detectores do Gran Colisionador de Hadróns (LHC), do CERN (Organización Europea para a Investigación Nuclear). Nel producíronse colisións protón-protón desde 2009 (nas Carreiras I e II de LHC), e aínda se espera continuar a compilar datos nos próximos 15 a 20 anos.

Este proxecto, situado nunha gran caverna subterránea, a uns 100 metros de profundidade, o proxecto involucra a unhas 1.700 persoas, entre científicas, enxeñeiras e técnicas, que pertencen a 100 institucións de 22 países (cifras de maio de 2023). En abril de 2025, a colaboración recibiu o premio Breakthrough de Física Fundamental. 

O LHCb é un espectrómetro avanzado cuxa aceptación e características específicas fano moi diferente e complementario ao resto dos experimentos do LHC. As súas principais actividades na actualidade inclúen o estudo da violación CP, e procesos que poden violar o número leptónico.

O experimento LHCb (as siglas de Large Hadron Collider beauty), foi deseñado principalmente para realizar medicións precisas dos elementos da matriz de mestura de quarks, especialmente as fases entre a segunda e a terceira xeración. Estes están intimamente relacionados coa presenza de violación CP na natureza, e poderían ser esenciais para explicar as asimetrías da luz entre materia e antimateria, que explican por que o noso universo actual está composto pola primeira e non pola segunda. O experimento tamén ten como obxectivo explorar desintegracións altamente suprimidas de mesóns pesados no Modelo Estándar, como Bs → μμ. Nos últimos anos, LHCb ampliou substancialmente o seu alcance físico con novas metodoloxías de análise e hoxe en día pódese considerar un detector do LHC de propósito xeral. Os exemplos disto inclúen física superior e EW, ou as procuras directas de partículas BSM.

A xeometría única e a versatilidade do detector LHCb demostraron ter un gran valor para levar a cabo estudos en física de ións pesados. O obxectivo principal desta rama da física é investigar e caracterizar a materia que interactúa fortemente a través dun espectro de densidades de enerxía, que van desde pequenas a extremas.

A capacidade de LHCb para detectar colisións de obxectivo fixo (facilitadas ao inxectar gases preto da área de interacción da configuración de LHCb), así como os choques protón-chumbo e chumbo-chumbo, é particularmente notable e única no Large Hadron Collider. Dentro do grupo LHCb-IFT (Ion and Fix Target) do IGFAE están a levarse a cabo esforzos para explorar as colisións protón-chumbo. Esta investigación ten como obxectivo obter unha comprensión máis profunda das Funcións de Distribución de Partóns nucleares, analizar o comportamento colectivo das partículas que se producen e esclarecer o fenómeno de reforzo da estrañeza.

Estas análises son clave para establecer un punto de referencia sólido que caracterice o plasma de quarks e gluóns, un novo estado da materia que se cre que existiu uns microsegundos despois do Big-Bang. Ao afondar nas complexidades das colisións protón-chumbo, o grupo LHCb-IFT está a contribuír de maneira significativa a desentrañar os misterios que rodean esta fase única do Universo primitivo.

O LHCb ten 21 m de lonxitude, 10 m de alto e 13 m de ancho, e o grupo IGFAE LHCb asumiu unha responsabilidade significativa na súa construción. En particular, estivo a cargo da montaxe e instalación do Inner Tracker, un dispositivo de máis de 200.000 canles electrónicas que rodea o tubo do feixe do LHC e proporciona medicións precisas das pistas de desintegración do quark.

Durante o período 2019-2020, o detector LHCb foi sometido a unha actualización completa, que mellorou de maneira moi significativa o alcance físico do experimento. Desde entón, o detector pode lerse completamente a 40 MHz e xa é capaz de xestionar luminosidades moito máis altas, o que comezará a achegar estatísticas moito máis altas en varias canles clave. O grupo do IGFAE está actualmente involucrado na actualización do detector de localización de vértices, crucial para detectar con precisión a posición de desintegración dos mesóns B e os hadróns. Para esta actualización, cambiarase a tecnoloxía do detector, utilizando píxeles en lugar de tiras, o que implica unha serie de desafíos técnicos importantes.

Outra necesidade importante de completar os obxectivos de física do LHCb é a gran cantidade de recursos de computación que precisa. En particular, o IGFAE aloxa un centro de segundo nivel (ou Tier 2) do sistema de computación global de LHCb. Actualmente, este centro, situado nas instalacións de IGFAE, ofrece unha potencia de cálculo de aproximadamente 10 kHS06 a través de 84 servidores de diversas características que proporcionan aproximadamente 1036 núcleos de procesador e contribúe ao 6% das necesidades globais de LHCb.

Máis información dispoñible na páxina web de LHCb.